CN114160124A - 一种Pt/硅藻土复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Pt/硅藻土复合材料及其制备方法和应用，属于甲醛治理技术领域。本发明提供了一种Pt/硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅藻土和铂金属溶液混合，将所得混合料依次进行干燥和煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料，所述煅烧在还原剂存在条件下进行。本发明采用硅藻土为原料，原料易得，与分子筛等负载贵金属相比，省去载体制备的整个过程，同时由于载体分子筛前期的制备需要大量试剂，后期处理分子筛中试剂残留极其繁琐，因此本发明节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及甲醛治理技术领域，尤其涉及一种Pt/硅藻土复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会发展和人们生活水平的提高，人们越来越重视室内装修的美观性，由此，各式各样的装饰装修材料大量涌入家庭生活。俗话说“无醛不成胶”，目前生产人造板材所使用的交联剂多以甲醛为原料的脲醛树脂，因此各类的装修材料会引入大量的甲醛，这些甲醛和易挥发有机溶剂会不断地释放到室内环境中，严重危害人类健康。为此，如何高效治理室内甲醛超标问题变得尤为重要。
目前，市面上的治理甲醛的方法约分为五类：
第一类：吸附法。吸附法是利用多孔结构具有吸附功能的固体吸附剂将室内中的甲醛吸附于孔道及表面，再用适宜的温度进行解吸，达到降低室内甲醛的目的。如活性炭、粉煤灰、沸石分子筛等将其包装为炭包等形式放入室内，吸附室内空气中甲醛。此方法具有操作简单、短期吸附效率高等优势。但吸附法存在很明显的缺陷，多孔材料吸附性易饱和，当吸附空气中水分和甲醛达到饱和时就会停止吸附，甲醛便会从孔道中解析出来释放到空气中成为二次危害，解析后的多孔材料吸附能力会降低很多，对于居室内持续释放甲醛的吸附也会越来越少，难以实现长效去除甲醛。
第二类：化学反应法。化学反应法是选择与甲醛易发生化学反应的某种有机化学药品通过特定的反应条件从而达到降低室内甲醛的目的。如Mannich反应：含活化CH-的化合物(通常为醛或酮)与一级或二级胺和不能烯醇化的醛或酮生成烷基胺衍生物的反应。但甲醛潜伏期长，挥发期可达3～15年，故用化学药品参加反应的方法存在一定的健康威胁和短期性。
第三类：催化氧化法。催化氧化法的基本原理是在催化剂存在的条件下，利用化合物的强氧化性，催化氧化室内空气中的甲醛，达到去除室内甲醛的目的。常用的强氧化剂如：ClO2、KMnO4、O3等强氧化剂。此方法的优势在于高效、操作简单。但二氧化氯不稳定，受热或遇光易分解成氧气和氯气，因此可将二氧化氯制成具有缓释效果的颗粒或凝胶，使其在使用过程中不断地释放二氧化氯从而达到消除污染物的目的。经过市场上买到的二氧化氯凝胶进行测试，长时间吸入会导致咳嗽不止，金属器具接触生锈，家具接触掉漆等现象，说明仍具有很强的氧化性，存在一定的健康隐患问题。
第四类：光催化降解法。光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，将有机物降解为二氧化碳和水，从而可以达到净化室内甲醛的目的，如纳米TiO2等光触媒材料。但光照强度对纳米TiO2光触媒的催化效率有影响，降低光照强度，甲醛的降解率和降解速率也随之降低，需要一定的光照强度来促进反应，如在地下室、地下车库等无光地域无法反应，进而有一定的反应条件限制，很难做到24h全天候分解甲醛。另外，在光催化消除甲醛的过程中，通常难以避免生成造成二次污染物的副产物，进而光催化降解法有一定的局限性。
第五类：贵金属催化剂。朱晓峰等人提出Pt/Al2O3分子筛催化剂催化甲醛的原理(Zhu X.F,Yu,J.G,Jiang,C.J,Cheng B,Catalytic decomposition and mechanismofformaldehyde overPt-Al2O3 molecular sieves at room temperature.PHYSICALCHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS，2017，(10):6957-6963.)，首先，气态甲醛与催化剂表面上的羟基反应形成亚甲二氧基(DOM)，氧分子在Pt纳米粒子上解离并分裂成活性氧原子，同时DOM转化为甲酸盐物质，甲酸盐被进一步氧化成CO和H2O，最后与附近的活性氧原子反应形成CO2。整个过程绿色环保，且净化效率高，可广泛应用到催化分解的甲醛的应用中。但所用分子筛载体需要制备，由于载体分子筛前期的制备需要大量试剂，后期处理分子筛中试剂残留极其繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Pt/硅藻土复合材料及其制备方法和应用，本发明的Pt/硅藻土复合材料能够高效分解甲醛，摆脱了二次危害、化学药品毒理性、强氧化性或只有光照才能参加反应等问题，且省去了载体制备的整个过程，节约了成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种Pt/硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅藻土和铂金属溶液混合，将所得混合料依次进行干燥和煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料，所述煅烧在还原剂存在条件下进行。
优选的，所述硅藻土和铂金属溶液的质量比为1：(1～5)；所述铂金属溶液中Pt的含量为0.01wt.％～0.21wt.％。
优选的，所述铂金属溶液中的铂金属包括H2PtCl6或Pt(NH3)4Cl2。
优选的，所述还原煅烧的温度为200～300℃，保温时间为1～4h。
优选的，所述还原剂包括氢气或硼氢化钠。
优选的，所述硅藻土为水洗硅藻土或经过500～800℃煅烧的硅藻土。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的Pt/硅藻土复合材料，包括硅藻土和负载于所述硅藻土表面和孔道内的Pt。
优选的，所述Pt/硅藻土复合材料中Pt的负载量为0.01～0.1wt.％。
本发明提供了上述方案所述Pt/硅藻土复合材料作为催化剂在分解空气中甲醛中的应用。
优选的，所述应用的方法包括：将所述Pt/硅藻土复合材料与粉体或液体涂料混合，将所得混合涂料涂覆到基体上置于待净化空气中。
本发明提供了一种Pt/硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅藻土和铂金属溶液混合，将所得混合料依次进行干燥和煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料，所述煅烧在还原剂存在条件下进行。本发明采用硅藻土为原料，原料易得，与分子筛等负载贵金属相比，省去载体制备的整个过程，同时由于载体分子筛前期的制备需要大量试剂，后期处理分子筛中试剂残留极其繁琐，因此本发明节约了成本。
本发明制备的Pt/硅藻土复合材料在分解甲醛时，首先把空气中甲醛“俘陷”到硅藻土的孔隙内，然后在孔隙内利用贵金属Pt将甲醛进行催化分解。
本发明提供了所述Pt/硅藻土复合材料作为催化剂在分解空气中甲醛中的应用，与常见去除甲醛方法(吸附法、化学反应法、催化氧化法、光催化法等)相比，摆脱了二次危害、化学药品毒理性、强氧化性或只有光照才能参加反应等问题，而且贵金属作为催化剂，本身不参加反应，起到了可长效循环使用、健康安全、节能高效，绿色环保等作用。
附图说明
图1为水洗硅藻土和煅烧硅藻土的XRD图；
图2为水洗硅藻土的SEM图；
图3为煅烧硅藻土的SEM图；
图4为水洗硅藻土的N2吸附-脱附等温线分布曲线；
图5为煅烧硅藻土的N2吸附-脱附等温线分布曲线；
图6为实施例5制备的Pt/硅藻土复合材料的TEM图；
图7为实施例6制备的Pt/硅藻土复合材料的TEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种Pt/硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅藻土和铂金属溶液混合，将所得混合料依次进行干燥和煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料，所述煅烧在还原剂存在条件下进行。
在本发明中，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
本发明将硅藻土和铂金属溶液混合，得到混合料。
在本发明中，所述硅藻土优选为水洗硅藻土或经过500～800℃煅烧的硅藻土，更优选为经过500～800℃煅烧的硅藻土。在本发明中，当所述硅藻土为水洗硅藻土时，本发明优选先将水洗硅藻土充分研磨，然后在200℃低温灼烧1～3h。本发明对水洗硅藻土进行低温灼烧，有利于去除水洗硅藻土中的微生物杂质。与铂金属溶液混合前，本发明优选用0.9％的盐水和去离子水对硅藻土进行反复清洗，然后过滤、烘干。在本发明中，所述烘干的温度优选为80～120℃，所述烘干的时间优选为6～10h。
在本发明中，所述铂金属溶液中的铂金属优选包括H2PtCl6或Pt(NH3)4Cl2；所述铂金属溶液中Pt的含量优选为0.01～0.21wt.％，更优选为0.05～0.2wt.％，进一步优选为0.1～0.15wt.％。
在本发明中，所述硅藻土和铂金属溶液的质量比优选为1：(1～5)，更优选为1：(2～4)。本发明对所述混合的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的混合过程即可。本发明在所述混合过程中，铂离子通过表面相互作用力和静电引力吸附在硅藻土孔道和表面。
得到混合料后，本发明将所述混合料进行干燥。
在本发明中，所述干燥优选包括第一干燥和第二干燥。所述第一干燥的温度优选为60～100℃。本发明对所述第一干燥的时间没有特殊要求，达到表面干燥为宜。第一干燥完成后，本发明优选将所得干燥物研磨，然后再进行第二干燥。在本发明中，所述第二干燥的温度优选为60～100℃，时间优选为2～4h。
完成所述干燥后，本发明将所得物料进行煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料。
在本发明中，所述煅烧在还原剂存在条件下进行，所述还原剂优选包括氢气或硼氢化钠，更优选为氢气。本发明在所述煅烧过程中，还原得到金属Pt。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的Pt/硅藻土复合材料，包括硅藻土和负载于所述硅藻土表面和孔道内的Pt。在本发明中，所述Pt/硅藻土复合材料中Pt的负载量优选为0.01～0.1wt.％，更优选为0.02～0.08wt.％，进一步优选为0.04～0.06wt.％。
本发明提供了上述方案所述Pt/硅藻土复合材料作为催化剂在分解空气中甲醛中的应用。在本发明中，所述应用的方法优选包括：将所述Pt/硅藻土复合材料与粉体或液体涂料混合，将所得混合涂料涂覆到基体上置于待净化空气中。
本发明对所述涂料没有任何特殊的限定，具体可以为建筑涂料、工业涂料、木器涂料或汽车涂料。本发明对所述混合的方式没有特殊要求，能够混合均匀即可。在本发明中，所述Pt/硅藻土复合材料的质量优选为涂料质量的0.1～0.5wt.％，更优选为0.2～0.4wt.％，进一步优选为0.25～0.35wt.％。
本发明对所述基体的种类和涂覆量没有特殊要求。具体的，所述基体可以为家具、墙面等。
下面结合实施例对本发明提供的Pt/硅藻土复合材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)将水洗硅藻土充分研磨，进行200℃低温灼烧2h，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的水洗硅藻土分散至5g Pt浓度为0.01wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在200℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.05wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
实施例2
(1)将购买的煅烧硅藻土充分研磨，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的煅烧硅藻土分散至5g Pt浓度为0.01wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在200℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.05wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
实施例3
与实施例1的区别仅在于步骤(3)的加热温度为300℃。
实施例4
与实施例2的区别仅在于步骤(3)的加热温度为300℃。
实施例5
(1)将水洗硅藻土充分研磨，进行200℃低温灼烧2h，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的水洗硅藻土分散至5g浓度为0.02wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在200℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.10wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
实施例6
(1)将购买的煅烧硅藻土充分研磨，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的水洗硅藻土分散至5g浓度为0.02wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在200℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.10wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
实施例7
(1)将水洗硅藻土充分研磨，进行200℃低温灼烧2h低温灼烧，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的水洗硅藻土分散至5g浓度为0.02wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在300℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.10wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
实施例8
(1)将购买的煅烧硅藻土充分研磨，用0.9％的盐水和去离子水进行反复清洗，然后过滤，将过滤后的固体在100℃下烘干8h；
(2)取1g步骤(1)得到的水洗硅藻土分散至5g浓度为0.02wt.％的H2PtCl6溶液中，然后于60℃的烘箱中烘干，之后将得到的固体产物研磨后再于60℃下烘干2h；
(3)将固体产物在氢气气氛下在300℃恒温加热2h即得Pt负载量为0.10wt.％的Pt/硅藻土复合材料。
结构表征：
1、对实施例所用水洗硅藻土和购买的煅烧硅藻土进行XRD表征，结果如图1所示。由图1可知，水洗硅藻土在2θ为15～30°的XRD图谱为明显的馒头状非晶态衍射峰包，表明其主要成分为无定型SiO2，无明显的特征衍射峰，说明硅藻含量较高。煅烧硅藻土在2θ为22.1°处，有SiO2的衍射峰，且SiO2衍射峰很强；XRD图谱中未检测到明显的其他矿物衍射峰，其他杂质矿物的含量较少，SiO2为该硅藻土的主要杂质，煅烧后的硅藻土中无定型二氧化硅向晶型二氧化硅转化。
2、对实施例所用的水洗硅藻土进行SEM观察，结果如图2所示，对购买的煅烧硅藻土进行SEM观察，结果如图3所示。由图2和图3可知，水洗硅藻土为“莲蓬”状多孔的圆盘，孔道分布的非常规则。煅烧硅藻土的部分藻盘已经断裂或者熔融，孔道结构少于水洗硅藻土，但生物质等杂质被完全被去除。
3、图4和图5分别为水洗硅藻土和煅烧硅藻土的N2吸附-脱附等温线分布曲线，由图4和图5可知，水洗硅藻土和煅烧硅藻土均具有典型的IV型吸附等温线并带有明显的滞后环，表明样品具有典型的介孔结构。煅烧硅藻土样品的滞后环不明显，氮气吸附量较水洗硅藻土降低，表明高温煅烧的硅藻土介孔结构明显减少，其孔径也较小。
4、对实施例5和实施例6制备的Pt/硅藻土复合材料进行透射电镜观察，结果分别如图6和图7所示。由图6和图7可知，Pt纳米粒子(图中的黑色颗粒)成功的负载在硅藻土载体上，Pt纳米粒子分散度较高，实际负载量较大，放大图中的Pt粒子，可明显看到Pt纳米粒子的晶格条纹，晶格间距约为0.18nm。
5、对实施例5制备的Pt/硅藻土复合材料进行电感耦合等离子光谱(ICP)测试，测得的Pt浓度如表1所示。
表1ICP测试结果
由表1可知，Pt离子浓度测试结果为0.120221mg/L(实施例5理论负载量为0.10wt.％)，表明Pt纳米粒子成功负载到了硅藻土孔道中及表面，并且Pt实际负载量接近于理论计算值。
应用例1～8
分别将实施例1～8的Pt/硅藻土复合材料加入液体涂料中(涂料厂家：山东贝壳屋新材料科技有限公司，型号：贝壳水漆五合一)，添加量分别为0.3wt.％，充分搅拌，均匀分散，按照JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》标准要求，采用GB/T16129-1995《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法分光光度计法》测试方法检测甲醛净化效率，结果如表2所示。
表2实施例1～8的Pt/硅藻土复合材料的甲醛净化效率
由表2可知，按照JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》标准测试甲醛净化效率绘制图表，甲醛的净化效率随Pt的负载量增加而增加，甲醛净化效率均达到JC/T 1074中Ⅰ类甲醛净化效率≥75％为合格的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Pt/硅藻土复合材料的制备方法，包括以下步骤：将硅藻土和铂金属溶液混合，将所得混合料依次进行干燥和煅烧，得到Pt/硅藻土复合材料，所述煅烧在还原剂存在条件下进行。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅藻土和铂金属溶液的质量比为1：(1～5)；所述铂金属溶液中Pt的含量为0.01wt.％～0.21wt.％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铂金属溶液中的铂金属包括H2PtCl6或Pt(NH3)4Cl2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原煅烧的温度为200～300℃，保温时间为1～4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括氢气或硼氢化钠。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅藻土为水洗硅藻土或经过500～800℃煅烧的硅藻土。
7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的Pt/硅藻土复合材料，包括硅藻土和负载于所述硅藻土表面和孔道内的Pt。
8.根据要求1所述的Pt/硅藻土复合材料，其特征在于，所述Pt/硅藻土复合材料中Pt的负载量为0.01～0.1wt.％。
9.权利要求7或8所述Pt/硅藻土复合材料作为催化剂在分解空气中甲醛中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括：将所述Pt/硅藻土复合材料与粉体或液体涂料混合，将所得混合涂料涂覆到基体上置于待净化空气中。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1952057A (en) * | 1929-05-03 | 1934-03-27 | Ici Ltd | Catalyst and method of making the same |
| CN1133203A (zh) * | 1994-12-26 | 1996-10-16 | 武田药品工业株式会社 | 催化剂组合物以及使用它们的除臭方法 |
| JPH10354A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
| US20060133975A1 (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Adsorbent, porous filter, air cleaning device, method of cleaning air, and method of manufacturing porous filter |
| WO2006112281A2 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-26 | Zen World Kk | 白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法および光触媒物品および光触媒層の形成方法並びに光触媒体 |
| US20080206562A1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-08-28 | The Regents Of The University Of California | Methods of generating supported nanocatalysts and compositions thereof |
| CN106345403A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 长沙学院 | 一种催化甲醛的硅藻土基复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106423122A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-02-22 | 王秀宝 | 以水洗硅藻土为载体负载纳米TiO2光催化材料及其制备方法 |
| CN107303468A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 贺利氏德国有限责任两合公司 | 借助含铂氧化催化剂从气体混合物中除去可氧化气态化合物的方法 |
| CN110114138A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-08-09 | 日商科莱恩触媒股份有限公司 | 低温氧化催化剂 |
| CN110280252A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-27 | 检易（厦门）科技有限公司 | 一种降解甲醛的催化剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-02 CN CN202111458039.4A patent/CN114160124A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1952057A (en) * | 1929-05-03 | 1934-03-27 | Ici Ltd | Catalyst and method of making the same |
| CN1133203A (zh) * | 1994-12-26 | 1996-10-16 | 武田药品工业株式会社 | 催化剂组合物以及使用它们的除臭方法 |
| JPH10354A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化触媒及びその製造方法 |
| US20060133975A1 (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Adsorbent, porous filter, air cleaning device, method of cleaning air, and method of manufacturing porous filter |
| WO2006112281A2 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-26 | Zen World Kk | 白金を主触媒として空気中の有機化合物を分解し除去させる方法および光触媒物品および光触媒層の形成方法並びに光触媒体 |
| US20080206562A1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-08-28 | The Regents Of The University Of California | Methods of generating supported nanocatalysts and compositions thereof |
| CN107303468A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 贺利氏德国有限责任两合公司 | 借助含铂氧化催化剂从气体混合物中除去可氧化气态化合物的方法 |
| CN106423122A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-02-22 | 王秀宝 | 以水洗硅藻土为载体负载纳米TiO2光催化材料及其制备方法 |
| CN106345403A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 长沙学院 | 一种催化甲醛的硅藻土基复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110114138A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-08-09 | 日商科莱恩触媒股份有限公司 | 低温氧化催化剂 |
| CN110280252A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-27 | 检易（厦门）科技有限公司 | 一种降解甲醛的催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| QUN LI ET AL.: ""Diatomite Supported Pt Nanoparticles as Efficient Catalyst for Benzene Removal"", 《IND. ENG. CHEM. RES.》 * |
| 中国电池工业协会 主编: "《中国电池工业经营全书》", 31 January 2006, 航空工业出版社 * |
| 李强文 等: ""硅藻土复合材料在甲醛吸附降解方面的研究进展"", 《化工管理》 * |
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